[发明专利]碱式硫酸镁水泥基轻质多孔材料及其制备方法

说明书

本发明涉及建筑材料领域，公开了碱式硫酸镁水泥基轻质多孔材料及其制备方法，主要由硫氧镁水泥浆料经改性剂改性后，掺入成孔剂膨润土制得。本发明中硫氧镁水泥浆体经改性形成碱式硫酸镁水泥浆体，浆体在凝结硬化过程中产生5·1·7相、3·1·8相和5·1·3相等晶相，浆体凝结硬化速度快，且5·1·7相等水化产物搭接形成微观孔结构；掺入的膨润土中主要矿物蒙脱石存在于5·1·7相等水化产物搭接形成的微观孔结构中，切割细化这部分孔而产生纳米、微米孔，实现碱式硫酸镁水泥基轻质多孔材料中纳米孔、微米孔的构筑，使原本疏松的孔隙结构变得致密，获得的碱式硫酸镁水泥基轻质多孔材料具有早强、强度高、导热低、耐久性高等优点。

技术领域

本发明涉及建筑材料技术领域，具体涉及碱式硫酸镁水泥基轻质多孔材料及其制备方法。

背景技术

在我国，MgSO₄·7H₂O储量较为丰富，盐湖卤水中硫酸镁资源储量在16.73亿吨左右；而在海水中，MgSO₄·7H₂O已达到3570万亿吨左右的储量。在室温情况下，轻烧活性MgO会与MgSO₄·7H₂O溶液反应形成硫氧镁水化物Mg_x(OH)_y(SO₄)_z·nH₂O。该化合物具有凝结硬化快、早期强度高、粘结性能好、无需湿养护、导热性低、耐火性高以及耐腐蚀性好等特点，并且该制备工艺简单，可以广泛应用于生产保温材料、耐火材料、装饰装修材料等工程。

现有技术中，通过在硫氧镁水泥基体中掺入泡沫、稻壳或两者复掺制备硫氧镁水泥基轻质材料，但是硫氧镁水泥中MgO-MgSO₄-H₂O三元胶凝体系是一种不稳定的非平衡状态，其水化产物不稳定，容易受外界的温度、湿度等条件的影响，从而使该体系物相间发生相互转化，且该轻质材料中的孔结构的孔径较大，导致轻质材料出现强度偏低以及耐久性差等问题。

发明内容

基于以上问题，本发明提供碱式硫酸镁水泥基轻质多孔材料及其制备方法，采用改性剂对硫氧镁水泥浆体改性，形成碱式硫酸镁水泥浆体，浆体在凝结硬化过程中产生5·1·7相、3·1·8相和5·1·3相等晶相，浆体凝结硬化速度快，且5·1·7相、3·1·8相和5·1·3相等水化产物搭接形成微观孔结构；掺入的膨润土中主要矿物蒙脱石存在于3·1·8相和5·1·3相5·1·7相等水化产物搭接形成的微观孔结构中，切割细化这部分孔而产生纳米、微米孔，实现碱式硫酸镁水泥基轻质多孔材料中纳米孔、微米孔的构筑，使原本疏松的孔隙结构变得致密，获得的碱式硫酸镁水泥基轻质多孔材料具有早强、强度高、导热低、耐耐久性高等优点。

为实现上述技术效果，本发采用了以下技术方案：

一种碱式硫酸镁水泥基轻质多孔材料，水泥基轻质多孔材料主要由硫氧镁水泥浆料经改性剂改性后，掺入膨润土作为成孔剂混合搅拌，经凝结硬化后得到的多孔材料。

进一步地，硫氧镁水泥浆料主要由轻烧MgO或轻烧白云石与MgSO₄、水混合搅拌均匀制得，其中摩尔比MgO：MgSO₄：H₂O＝(10-30):1:(10-30)。

进一步地，改性剂为柠檬酸、EDTA、柠檬酸三钠、硼酸、蔗糖、磷酸、磷酸二氢钠、磷酸二氢钙、磷酸氢二钠、磷酸氢一钠、乙二胺四乙酸、酒石酸、水杨酸、乳酸、甲酸、葡萄糖酸、乙二胺四乙酸二钠、酒石酸钠、柠檬酸钠、柠檬酸铵中的一种或多种。

进一步地，改性剂采用单掺或复掺的总掺量范围为轻烧MgO质量的0-10％。

为实现上述技术效果，本发明还提供了碱式硫酸镁水泥基轻质多孔材料的制备方法，包括如下步骤：

S1、将轻烧MgO或轻烧白云石与MgSO₄、水混合搅拌均匀得到硫氧镁水泥浆体；